MidasGen730Pushover分析
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M i das进行P ushover分析的总结 1.1版-----完全是个人体会,有所错误在所难免一.不得不说的基本概念1.P ushover是什么和前提条件P ushover也叫推倒分析,是一种静力弹塑性分析方法,或者叫非线性静力分析方法,在特定前提下,可以近似分析结构在地震作用下的性能变化情况。
给桥梁用某种方式,比如墩顶集中力方式,施加单调增加的荷载,相应的荷载位移关系就会呈现明显的非线性特征。
这里可以认为IO是处在正常使用状态,LS为承载能力极限状态,CP是完全倒塌破坏。
从IO开始结构开始进入弹塑性状态,在LS前结构的损伤尚可修复,且结构整体是安全的,而越过LS 损伤就难以修复了,但是CP前还不至于倒塌。
设计中对于不同构件或部位,在特定地震作用下,其性能要求是不一样的。
而特定的前提很明确,就是在整个地震反应时程中,结构反应由单一振型控制,在《公路桥梁抗震细则》(以下简称《细则》)中,认为常规桥梁中的规则桥梁都满足这一条件(条文说明 6.3.4),因此E1地震可以采用简化反应谱方法,也可用一般的多振型反应谱方法,E2则用Pus hover。
2.P ushover的分析目的在E2地震作用下,《细则》要求:可见,对于规则桥梁,只需要检算墩顶位移就可以了。
对于单柱墩,容许位移可按7.4.7条推荐的公式进行计算,而双柱墩按7.4.8条要求进行Pus hover分析根据塑性铰的最大容许转角(7.4.3)得到。
而无论是7.4.3还是7.4.7都要用到Φy和Φu,对于圆形或者矩形截面可按附录B计算,而特殊的截面,可按7.4.4和7.4.5的要求计算。
计算方法可以自己编程实现,也可用现成的软件如R es ponse2000等来作为工具。
而对于在特定的E2地震作用下,墩顶的位移,都需要用P ushover的能力谱法得到。
所以Pus hover的目的一个是画出荷载位移曲线后,找到塑性铰达到最大容许转角时的曲线点,计算出墩顶容许位移,第2个目的是应用能力谱法,找到性能点,得到E2地震作用下,墩顶的位移。
基于MIDAS/GEN高层剪力墙结构push-over分析【摘要】基于性能抗震设计的基本思想是使被设计的建筑物在使用期间满足各种预定功能或性能目标要求。
本文采用MIDAS/GEN对一栋31层剪力墙结构进行静力弹塑性分析,结果表明,该方法从层间位移角、塑性铰分布等方面对结构进行量化评价,并揭示出结构在罕遇地震作用下的薄弱环节,实现了基于性能的抗震设计。
【关键词】MIDAS剪力墙push-over静力弹塑性基于性能抗震设计基于性能的抗震设计PBSD(performance based seismic design)思想是20世纪90年代初由美国学者提出,它是使设计出的结构在未来的地震灾害下能够维持所要求的性能水平。
我国一些学者也对PBSD进行了定义:基于性能的结构抗震设计是指根据建筑物的重要性和用途确定其性能目标,根据不同的性能目标提出不同的抗震设防标准,使设计的建筑在未来地震中具备预期的功能。
本文采用MIDAS/GEN对一栋31层剪力墙结构进行静力弹塑性分析和抗震性能评价,从层间位移角、塑性铰分布及变形等方面对结构进行了综合的量化评价,揭示出结构在罕遇地震作用下的薄弱环节,实现了基于性能的抗震设计。
1静力弹塑性分析方法静力弹塑性分析(PUSH-OVER ANALYSIS,以下简称POA)方法也称为推覆法,它基于美国的FEMA-273抗震评估方法和ATC-40报告[1],是一种介于弹性分析和动力弹塑性分析之间的方法,其理论核心是“目标位移法”和“承载力谱法”。
其计算过程如下[6]:(1)准备结构数据。
包括建立结构模型,构件的物理常数和恢复力模型等;(2)计算结构在竖向荷载作用下的内力(将其与水平力作用下的内力叠加,作为某一级水平力作用下构件的内力,以判断构件是否开裂或屈服);(3)在结构每一层的质心处,施加沿高度分布的某种水平荷载。
施加水平力的大小按以下原则确定:水平力产生的内力与2步所计算的内力叠加后,使一个或一批构件开裂或屈服;(4)对于开裂或屈服的构件,对其刚度进行修改后,再施加一级荷载,使得又一个或一批构件开裂或屈服;(5)不断重复3,4步,直至结构顶点位移足够大或塑性铰足够多,或达到预定的破坏极限状态;(6)绘制底部剪力¬¬¬¬¬¬—顶部位移关系曲线,即推覆分析曲线。
提要:本文首先介绍采用Midas/Gen进行Pushover分析的主要方法及使用心得,然后结合工程实例进行具体说明,其结果反映出此类结构在大震下表现的一些特点,可供类似设计参考。
关键词:Pushover 剪力墙结构超限高层 Midas/Gen静力弹塑性分析(Pushover)方法是对结构在罕遇地震作用下进行弹塑性变形分析的一种简化方法,本质上是一种静力分析方法。
具体地说,就是在结构计算模型上施加按某种规则分布的水平侧向力,单调加荷载并逐级加大;一旦有构件开裂(或屈服)即修改其刚度(或使其退出工作),进而修改结构总刚度矩阵,进行下一步计算,依次循环直到结构达到预定的状态(成为机构、位移超限或达到目标位移),得到结构能力曲线,并判断是否出现性能点,从而判断是否达到相应的抗震性能目标[1]。
Pushover方法可分为两个部分,第一步建立结构能力谱曲线,第二步评估结构的抗震性能。
对剪力墙结构体系的超限高层而言,选取Pushover计算程序的关键是程序对墙单元的设定。
SAP2000、ETABS软件没有提供剪力墙塑性铰,对框-剪结构可将剪力墙人工转换为模拟支撑框架进行分析;对剪力墙结构来说,进行转换不可行。
而Midas/Gen程序提供了剪力墙Pushover单元(类似薄壁柱单元,详见用户手册),对剪力墙能够设置轴力-弯矩铰以及剪切铰。
下面将详细介绍如何在Midas/Gen中进行Pushover分析的步骤(以Midas/Gen 6.9.1为例):一 Pushover分析步骤1. 结构建模并完成静力分析和构件设计直接在Midas/Gen中建模比较繁琐,可以用接口转换程序从SATWE(或其他程序如SAP2000)中导入。
SATWE转换程序由Midas/Gen提供,会根据PKPM的升级而更新。
转换仅需要SATWE中的Stru.sat 和Load.sat文件。
转换时需要注意的是,用转换程序导入SATWE的模型文件后,形成的是Midas/Gen的Stru.mgt文件,是模型的文本文件形式,需要在Midas/Gen中导入此文件,导入后还应该注意以下几个问题:1) 风荷载及反应谱荷载没有导进来,需要在Midas/Gen中重新定义;2) 需要定义自重、质量;3) 需要定义层信息,以及墙编号;此外,还应注意比较SATWE的质量与Midas/Gen的质量,并比较两者计算的周期结果实否一致。
问: 在MIDAS/Gen中做Pushover分析的步骤?
答: Pushover Analysis 中文又称为静力弹塑性分析或推倒分析。
在MIDAS/Gen中混凝土结构和钢结构的静力弹塑性分析的步骤不尽相同。
混凝土结构的静力弹塑性分析步骤为分析->设计->静力弹塑性分析。
钢结构的静力弹塑性分析步骤为分析分析->静力弹塑性分析。
即混凝土结构必须经过配筋设计之后才能够做静力弹塑性分析,因为塑性铰的特性与配筋有关。
设计结束后,静力弹塑性分析的步骤如下:
1. 在静力弹塑性分析控制对话框中输入迭代计算的控制数据。
2. 定义静力弹塑性分析的荷载工况。
在此对话框中可选择初始荷载、位移控制量、是否考虑重力二阶效应和大位移、荷载的分布形式(推荐使用模态形式)。
3.定义铰类型(提供标准类型,用户也可以自定义)
4.分配塑性铰。
用户可以全选以后,按"适用"键。
5. 运行静力弹塑性分析。
6. 查看分析曲线。
浅谈静力弹塑性分析(Pushover )的明白得与应用摘要:本文第一介绍采纳静力弹塑性分析(Pushover )的要紧理论基础和分析方式,以Midas/Gen 程序为例,采纳计算实例进行具体说明弹塑性分析的步骤和进程,说明Pushover 是罕遇地震作用下结构分析的有效方式。
关键词:静力弹塑性 Pushover Midas/Gen 能力谱 需求谱 性能点一、大体理论静力弹塑性分析方式,也称Pushover 分析法,是基于性能评估现有结构和设计新结构的一种静力分析方式,在必然精度范围内对结构在罕遇地震作用下进行弹塑性变形分析。
简腹地说,在结构计算模型上施加按某种规那么散布的水平侧向力或侧向位移,单调加荷载(或位移)并逐级加大;一旦有构件开裂(或屈服)即修改其刚度(或使其退出工作),进而修改结构总刚度矩阵,进行下一步计算,依次循环直到操纵点达到目标位移或建筑物倾覆为止,取得结构能力曲线,以后对照确信条件下的需求谱,并判定是不是显现性能点,从而评判结构是不是能知足目标性能要求。
Pushover 分析的大体要素是能力谱曲线和需求谱曲线,将两条曲线放在同一张图上,得出交会点的位移值,同位移允许值比较,查验是不是知足特定地震作用下的弹塑性变形要求。
能力谱曲线由能力曲线(基底剪力-极点位移曲线)转化而来(图1)。
与地震作用相应的结构基底剪力与结构加速度为正相关关系,极点位移与谱位移为正相关关系,两种曲线形状一致。
其对应关系为:1/αGV S a = roofroof d X S ,11γ∆=,图1 基底剪力-极点位移曲线转换为能力谱曲线其中1α、1γ、roof X ,1别离为第一阵型的质量系数,参与系数、极点位移。
该曲线与要紧建筑材料的本构关系曲线具有相似性,其实其物理意义亦有对应,在初始时期作使劲与变形为线性关系,随着作使劲的增大,慢慢进入弹塑性时期,变形显著增加,不论关于构件,仍是结构整体,都是那个规律。
Pushover分析原理与MIDAS_GEN计算实例科技论坛Pushover 分析原理与MIDAS/GEN 计算实例崔延卫李建新(河南省建筑设计研究院有限公司,河南郑州450014)作为结构抗震性能分析的重要方法之一,Pushover 分析将非线性静力计算结果与弹性反应谱紧密结合起来,用静力分析的方法预测结构在地震作用下的动力反应和抗震性能,在基于性能的抗震设计中得到了广泛的应用。
1Pushover 分析方法的基本原理Pushover 方法是近年来国内外应用较为广泛的一种地震反应静力弹塑性分析方法,利用静力弹塑性分析(Pushover Analysis)进行结构分析的优点在于:既能对结构在多遇地震下的弹性设计进行校核,也能够确定结构在罕遇地震下潜在的破坏机制,找到最先破坏的薄弱环节,从而使设计者仅对局部薄弱环节进行修复和加强,不改变整体结构的性能,就能使整体结构达到预定的使用功能。
对多遇地震的计算,可以与弹性分析的结果进行验证,看总侧移和层间位移角、各杆件是否满足弹性极限要求,各杆件是否处于弹性状态;对罕遇地震的计算,可以检验总侧移和层间位移角、各个杆件是否超过弹塑性极限状态,是否满足大震不倒的要求。
Pushover 方法没有严密的理论基础,它是基于以下两个假设[1]:a.假定结构的地震反应与某一等效的单自由度体系相关,这就意味着结构的地震反应仅由第一振型控制;b.在整个地震反应过程中,结构的形状向量保持不变。
显然,以上两个假设都不尽完善,侧向荷载的分布形式只与结构的基本自振周期和振型有关,没有考虑到结构高阶振型的影响;振型向量一般只凭经验假定,现阶段没有具体可行的办法,而振型向量选取的正确与否对结构特征参数的确定有较大的影响。
但经过大量的实验研究表明,对于地震反应由第一振型控制的多自由度结构,Pushover 方法可以很准确地预测结构的最大地震反应。
2Pushover 分析方法的实施步骤M IDAS/GEN 程序提供的静力弹塑性分析方法,基于两本手册[2]:美国技术应用委员会的《混凝土建筑抗震评估和修复》(ATC-40)和美国联邦紧急管理厅的《房屋抗震加固指南》(FEM A273/274),其中混凝土塑性铰特性和性能指标来自于ATC-40,而静力弹塑性分析的具体方法则采用了ATC-40的能力谱法。
Pushover方法的准确性和适用性分析研究缪志伟,马千里,叶列平,陆新征教育部工程结构与振动重点实验室清华大学土木工程系,北京lo0084摘要:Pllshover方法作为一种建筑结构弹塑性地震响应的简化近似计算方法和抗震性能评价方法已得到广泛应用。
但由于其理论基础不严密,其准确性需要给予必要确认,同时其适用性也应受到一定的限制。
本文以逐步增量弹塑性时程方法的结果为基准,分别以一个普通6层RC框架结构和一个18层RC框架.剪力墙结构为例,对Pushover方法的准确性和适用性进行了分析研究。
结果表明,P璐hov盯方法仅适用于以第一振型为主的高度不大的结构,且应采用两种以上的侧力模式:对于高阶振型影响较大的结构,该方法的准确性较差,承载力预测显著偏低。
关键词:PIlsbov骰分析,框架结构,框架.剪力墙结构,逐步增量弹塑性时程分析11.前言除需确定结构的抗震承载力需求外,基于性能/,臣移抗震设计方法的一个重要工作,是确定强震作用下结构及其构件的弹塑性变形需求。
弹塑性时程分析虽然可以准确预测结构在强震作用下的受力和变形性能,但却受到地震波输入的不确定性和计算代价偏高的制约。
在这种情况下,一种简化近似的结构弹塑性地震响应计算方法——讷,sho、啊方法被提了出来。
该方法已被美国的AK—40,FEMA273、274、356正式采用【11,圆,并给出了具体规定。
我国的《建筑结构抗震设计规范》GB50011.2001【3】也将该方法作为验算结构在罕遇地震下弹塑性变形的方法之一,但未给出具体规定。
然而,由于Pushov盯方法是一种以静力分析代替动力时程分析的方法,其理论基础不严密,预测结果与结构实际弹塑性动力响应势必存在一定差异。
本文以逐步增量弹塑性时程方法为基准,分别对~个普通6层RC框架结构和一个18层RC框架.剪力墙结构,采用不同侧力分布模式进行P1lsbover分析,通过与逐步增量弹塑性时程方法的分析结果对比,讨论了Pllshover方法的准确性和适用性。
MIDASGen软件常见问题与解答之⼀(转)⼀、建模问:我想在程序中通过修改数据库中的材料特性值来定义⼀种材料,能否实现?答:例如想修改C30混凝⼟的部分参数,可先选择⼀个规范,再选择C30,然后将规范改为“⽆”,就可以对C30混凝⼟的参数进⾏修改,⽽不⽤⽤户⾃⼰输⼊材料的每⼀个特性值参数了。
问:不⼤明⽩“模型/材料和截⾯特征/截⾯特征系数”中设定参数,⽐如在“连梁刚度折减系数”和“梁设计弯矩增⼤系数”等应该怎么设定?答:在“模型/材料和截⾯特征/截⾯特征值系数”中⼀般使⽤得较多的是设定梁的刚度放⼤或者折减系数,这时候对于需要放⼤或者折减的梁,要单独定义⼀个截⾯号,然后修改Iyy(抗弯刚度),抗扭刚度则修改Ixx。
设计中,需要对⼀些梁的弯矩进⾏调幅的时候,选择要定义的梁,在“设计/钢筋混凝⼟构件设计参数/编辑梁端负弯矩调幅系数”⾥⾯进⾏设定。
在建模中,设计的截⾯在MIDAS截⾯库中没有,请问对于不规则的截⾯输⼊有什么⽅法?问:问:在建模中,设计的截⾯在答:在“⼯具>截⾯特性值计算器”中计算截⾯的特性值后再导⼊到程序中。
问:在删除部分截⾯号后,如何对截⾯的号数进⾏重新编号,使其连续?答:点击菜单“模型/材料和截⾯特性/截⾯”,点击“重新编号”按钮,选择需要重新编号的截⾯,定义好“开始号”及“增幅”,注意勾选上“修改单元截⾯号”,点击“重新编号”即可。
施⼯阶段分析时需要定义构件的初始材龄,其初始材龄的定义是什么,和材龄有何联系?再请问,混凝⼟湿重指的是浇筑时的重量,还是问:施⼯阶段分析时需要定义构件的初始材龄,其初始材龄的定义是什么,和材龄有何联系?再请问,混凝⼟湿重指的是浇筑时的重量,还是问:与⾃重的差值呢?答:初始材龄就是该单元被激活参与⼯作时的材龄. 材龄则意义更⼴泛(初始材龄+激活后的经过时间)。
混凝⼟湿重是指混凝⼟凝浇注时的重量。
计算时,⼀定需输⼊时间依存材料(徐变/收缩)和时间依存材料(抗压强度),程序才会考虑混凝⼟的收缩徐变吗?若此项数据不填写,问:计算时,⼀定需输⼊时间依存材料(徐变问:只定义施⼯阶段,程序是否计算收缩徐变及强度随时间的变化?答:计算收缩和徐变⾄少要定义⼀个施⼯阶段。
MIDAS新手问题之GEN篇问1:midas采用弹性楼板时,能自动考虑梁翼缘的作用吗?即自动刚度放大!答:梁翼缘作用在分析时主要是反应在梁刚度放大上,在程序中可以通过“截面特性调整系数”这一选项进行修改边梁及中梁刚度。
另外在截面定义的时候也可以修改刚度值。
问2:midas建模是不是太复杂啊?可不可以先PKPM建模再调入计算分析!答:在midas中支持与其他软件的接口,例如pkpm、sap、staad及CAD等程序进行数据转换。
在pkpm中经过SATWE计算后的模型可以转换到midas中,其中需要有个转换的程序,这个是midas自带的。
转换后的模型中包括材料特性、模型特征、楼面荷载等信息。
如果熟悉程序的话midas建模也是相当快的,比画图也差不多了多少。
问3:请教面荷载的输入方法?我知道一个方法:一个个地点一个封闭平面的节点去选择一个面,然后输入荷载,还有其它快捷的方法吗?如像PKPM的面荷载输入?答:面荷载的输入分为2种情况:a 、一种是结构存在竖向面荷载——例如楼面荷载、屋面荷载,b、一种是横向面荷载——如风荷载,水压力或土压力。
在竖向荷载布置的时候,可以通过选择四个角点来布置已经定义的楼面荷载值或压力荷载(注意:只需要选择最外围的角点即可,不需要逐个房间点取)。
在不规则结构中无法形成刚性板因此无法由程序直接计算风荷载,此时需要在结构立面建立一个专为导荷载而用的“虚面”——即该板单元刚度和重量对结构的影响可以忽略不计。
在虚面上进行加载,可以形成实际的风荷载。
问4:若模型中有只拉单元,是不是还要加个非线性工况?怎么加?怎么组合?答:模型中的只受拉单元在一般计算时通常是等代为桁架单元来计算的,因此在非线性分析才显示出只受拉单元的特性。
做非线性的时候按照常规组合即可,读取内力、位移等数值时查看只受拉单元就OK. 至于你想做个自定义的工况的话,在形成荷载组合那个菜单里自己修改参数定义一下就行。
注意:该种情况用的不多,通常程序已经按照荷载规范中荷载组合方式进行组合了,先看看组合说明再做,别做无用功。
MIDAS新手问题之GEN篇问1:midas采用弹性楼板时,能自动考虑梁翼缘的作用吗?即自动刚度放大!答:梁翼缘作用在分析时主要是反应在梁刚度放大上,在程序中可以通过“截面特性调整系数”这一选项进行修改边梁及中梁刚度。
另外在截面定义的时候也可以修改刚度值。
问2:midas建模是不是太复杂啊?可不可以先PKPM建模再调入计算分析!答:在midas中支持与其他软件的接口,例如pkpm、sap、staad及CAD等程序进行数据转换。
在pkpm中经过SATWE计算后的模型可以转换到midas中,其中需要有个转换的程序,这个是midas自带的。
转换后的模型中包括材料特性、模型特征、楼面荷载等信息。
如果熟悉程序的话midas建模也是相当快的,比画图也差不多了多少。
问3:请教面荷载的输入方法?我知道一个方法:一个个地点一个封闭平面的节点去选择一个面,然后输入荷载,还有其它快捷的方法吗?如像PKPM的面荷载输入?答:面荷载的输入分为2种情况:a 、一种是结构存在竖向面荷载——例如楼面荷载、屋面荷载,b、一种是横向面荷载——如风荷载,水压力或土压力。
在竖向荷载布置的时候,可以通过选择四个角点来布置已经定义的楼面荷载值或压力荷载(注意:只需要选择最外围的角点即可,不需要逐个房间点取)。
在不规则结构中无法形成刚性板因此无法由程序直接计算风荷载,此时需要在结构立面建立一个专为导荷载而用的“虚面”——即该板单元刚度和重量对结构的影响可以忽略不计。
在虚面上进行加载,可以形成实际的风荷载。
问4:若模型中有只拉单元,是不是还要加个非线性工况?怎么加?怎么组合?答:模型中的只受拉单元在一般计算时通常是等代为桁架单元来计算的,因此在非线性分析才显示出只受拉单元的特性。
做非线性的时候按照常规组合即可,读取内力、位移等数值时查看只受拉单元就OK. 至于你想做个自定义的工况的话,在形成荷载组合那个菜单里自己修改参数定义一下就行。
注意:该种情况用的不多,通常程序已经按照荷载规范中荷载组合方式进行组合了,先看看组合说明再做,别做无用功。
Midas Gen自己使用问题总结注意:Midas Gen使用操作内容绝大部分都可以在“程序主菜单-帮助”系统中查到,非常方便。
一、零散问题总结1、Midas中的质量MIDAS中转换“质量”分两种,一种是“自重”,一种是“其他荷载”,前者在“模型-〉结构类型”中,后者在“模型-〉质量-〉将荷载转换成质量”中。
在MIDAS/Gen中,“模型> 质量> 将荷载转换成质量...”中不能将单元的自重转换为质量。
如果要做动力分析(包括地震动力分析),将结构的自重转化为质量,必须要在结构类型中设定相关条目。
即:可以通过“模型-〉结构类型-〉将结构的自重转换为质量”将模型中的单元质量自动转换为动力分析或计算静力等效地震荷载所需的集中质量。
2、Midas“由荷载组合建立荷载工况”该项目将荷载组合中的各荷载工况的组合建立为新的荷载工况。
对非线性单元(如索、只受拉或只受压单元)由于其非线性特性,单纯将各荷载工况的分析结果进行线性组合(荷载组合)是错误的,此时应该使用该功能将荷载组合(如 1.2D+1.4L)定义为一个荷载工况作用于结构上,方能得到正确的分析结果。
路径:从主菜单中选择荷载> 由荷载组合建立荷载工况...或者….从树形菜单中选择静力荷载> 由荷载组合建立荷载工况...3、“刚域效果”与“设定梁端部刚域”刚域效果:自动考虑杆系结构中柱构件和梁构件(与柱连接的水平单元)连接节点区的刚域效应,刚域效应反映在梁单元中,平行于整体坐标系Z轴的梁单元将被视为柱构件,整体坐标系X-Y平面内的梁单元将被视为梁构件。
路径:从主菜单中选择模型> 边界条件> 刚域效果...或者从树形菜单的菜单表单中选择模型> 边界条件> 刚域效果设定梁端部刚域:该功能主要适用于梁单元(梁、柱)间的偏心设定。
当梁单元间倾斜相交,用户要考虑节点刚域效果时,需使用该功能进行设定。
在“主菜单中的模型>边界条件>刚域效果”只能考虑梁柱直交时的效果。
■ 简介Pushover 分析是考虑构件的材料非线性特点,分析构件进入弹塑性状态直至到达极限状态时结构响应的方法。
Pushover 分析是最近在地震研究及耐震设计中经常采用的基于性能的耐震设计(Performance-Based Seismic Design, PBSD)方法中最具代表性的分析方法。
所谓基于性能的耐震设计就是由用户及设计人员设定结构的目标性能(target performance),并使结构设计能满足该目标性能的方法。
Pushover 分析前要经过一般设计方法先进行耐震设计使结构满足小震不坏、中震可修的规范要求,然后再通过pushover 分析评价结构在大震作用下是否能满足预先设定的目标性能。
计算等效地震静力荷载一般采用如图所示的方法。
该方法是通过反应修正系数(R)将设计荷载降低并使结构能承受该荷载的方法。
在这里使用反应修正系数的原因是为了考虑结构进入弹塑性阶段时吸收地震能量的能力,即考虑结构具有的延性使结构超过弹性极限后还可以承受较大的塑性变形,所以设计时的地震作用就可以比对应的弹性结构折减很多,设计将会更经济。
目前我国的抗震规范中的反应谱分析方法中的小震影响系数曲线就是反应了这种设计思想。
这样的设计方法可以说是基于荷载的设计(force-based design)方法。
一般来说结构刚度越大采用的修正系数R 越大,一般在1~10之间。
但是这种基于荷载与抗力的比较进行的设计无法预测结构实际的地震响应,也无法从各构件的抗力推测出整体结构的耐震能力,设计人员在设计完成后对结构的耐震性能的把握也是模糊的。
基于性能的耐震设计中可由开发商或设计人员预先设定目标性能,即在预想的地震作用下事先设定结构的破坏程度或者耗能能力,并使结构设计满足该性能目标。
结构的耗能能力与结构的变形能力相关,所以要预测到结构的变形发展情况。
所以基于性能的耐震设计经常通过评价结构的变形来实现,所以也可称为基于位移的设计(displacement-based design)。